f el contactor

Vista previa del material en texto

www.aulaelectrica.es Automatismos
Industriales
1f.el.contactor
Del relé al contactor
Si observamos un circuito eléctrico básico (figura 1), la función del interruptor es dejar o no dejar pasar la corriente por el
conductor evitando o favoreciendo que la lámpara reciba tensión y por tanto se encienda. Podemos decir, que el interruptor
es la herramienta que gobierna el paso de la corriente eléctrica de este circuito.
Ampliemos la función de este interruptor; en vez de abrir o cerrar una sola línea, lo hace con cuatro a la vez (figura 2).
Evidenciamos que es un interruptor cuádruple. Esto puede ser ideal para poner en marcha líneas eléctricas de motores, por
ejemplo. Pensemos por tanto, que este aparato con el mismo movimiento que el primer interruptor puede cerrar hasta cuatro
circuitos a la vez.
En el siguiente caso proponemos un interruptor cuádruple pero con dos contactos abiertos y dos contactos cerrados (figura
3). Cuando activamos el interruptor, dos circuitos se cerrarán, mientras que los otros dos se abrirán desconectando los
receptores que a ellos tuvieran conectados. Con este aparato podemos realizar circuitos eléctricos combinacionales, es
decir, habrá elementos que nunca podrán activarse a la vez.
El relé es un interruptor cuya conexión se realiza (y se mantiene) por medio de corriente eléctrica y un electroimán. Si
observamos la figura 4, al accionar el interruptor “I” se crea un campo magnético que desplaza el eje “E” que abre y cierra los
cuatro contactos principales. De tal forma que si el campo magnético tiene corriente y desplaza a “E”, los contactos 1 y 2 se
cerrarán y los contactos 3 y 4 se abrirán; cuando dejemos de darle corriente al electroimán los contactos 1 y 2 se abrirán y los
contactos 3 y 4 se cerrarán.
Pongamos
algunos ejemplos:
Un relé temporizado (figura 5) abre o cierra sus contactos en función de un tiempo predeterminado que podemos regular.
Observamos en este caso que quien le da corriente al circuito magnético para que desplace al eje principal es un “reloj”. El
mecanismo del reloj es variado, siendo los más comunes:
- Mecanismo electrónico.
- Neumático.
- De relojería.
- Térmico.
Por tanto un relé es un interruptor automático; con él podemos realizar diversas combinaciones y sus aplicaciones
son múltiples. Las clases y características de los relés varían según la función a realizar y fabricante.
El contactor
Interruptor
Fuente de energía
Lámpara
Figura 1. Circuito eléctrico básico
Figuras 2 y 3
~
Figura 4. Relé
I
1 2 3 4
E
~
R
E
Figura 5. Relé temporizado
NA NC
95 9697 98
2 4 6
Lineas de alimentación
Relé térmico
Motor
Figura 6. Relé térmico
Los relés temporizados por lo general son de tres tipos: de acción retardada,
de reposo retardado y de acción y reposo retardados. Se representa como KT
x, donde “KT” indica contactor o relé temporizado y “x” el número que ocupa
dentro de la instalación.
Del mismo modo que opera este mecanismo de relojería sobre el relé,
encontramos relés específicos cuya función viene determinada por una
magnitud concreta:
- Relé térmico: de protección contra sobrecargas eléctricas. Los encontramos
en protección de motores. Le “salvan” la vida al motor y evita males mayores
en la línea. Figura 6.
Alimentación
relé
On/Off relé
Relé
Bocina
Lámpara
~
A
lim
e
n
ta
c
ió
n
R
e
c
e
p
to
re
s
Alimentación
relé
On/Off relé
Relé
Bocina
Lámpara
www.aulaelectrica.es
2
Automatismos
Industriales
f.el.contactor
Del relé al contactor
El contactor
- Relé magnetotérmico: de protección contra sobrecargas con protección tipo relé térmico + relé electromagnético. Tiene
muchas aplicaciones en el campo de la electricidad, los podemos encontrar en la vivienda en el cuadro general de mando y
protección, realizando diversas funciones.
En viviendas a este relé se le conoce como PIA(pequeño interruptor automático)
- Relés de medida: controlan características funcionales de los receptores. (Relé de medida de tensión y relé de medida de
intensidad) de aplicación industrial.
- Relé diferencial: destinado a la protección de personas contra contactos eléctricos directos e indirectos. Podemos
encontrarlos en nuestra vivienda dentro del cuadro general de protección. Es característico un botón tipo “Test” que tiene en
su exterior que permite comprobar su estado de funcionamiento. (Figura 8).
- Relé de mando o auxiliar: este aparato se utiliza para operaciones de contactos simples, es decir no influye en él nada más
que un interruptor o pulsador de activación. Su inconveniente es que la intensidad que soportan sus contactos no es muy
elevada. Su ventaja, tiene una gran variedad de combinaciones:
Note el relé auxiliar de la figura 9.b que utiliza contactos conmutados, es decir, si no le aplicamos corriente a la bobina de
activación y no conmutan sus contactos estaremos cerrando por otro lado un circuito diferente dentro del mismo elemento
conmutador.
Ejemplo:
Figura 9.a. Combinaciones de los relés auxiliares
31
2 4
T
1
R
T
2
1 N
N
Figura 7. Relé magnetotérmico
T
R
T
2
1 N
N
N1
2 N
1
N1
2 N
T
1
R
T
2
1 N
N
31
2 4
Figura 8. Relé diferencial
24V 50/60 Hz
12 14 22 24 32 34 42 44
11 21 31 41
A1
A2
12 14 22 24 32 34 42 44
11 21 31 41
A1
A2
Figura 9.b. Relé auxiliar típico
Si no alimentamos la bobina del relé, éste no se
activará, pero su contacto conmutado está
activando de forma permanente a la bocina. La
tensión de la bobina del relé puede ser variada
según la aplicación (12 V cc; 12 V ca; 24 V cc; 24 V
ca; 100 V cc; 220 V ca, etc) la alimentación de los
receptores va a depender de la intensidad que
soporten los contactos del relé.
Si alimentamos la bobina del relé, su contacto
conmutado dejará de alimentar a la bocina y
alimentará a la lámpara. Sacamos como
conclusión que un relé aun sin activarlo gobierna
una parte de la instalación eléctrica. Figura 10.
A
lim
e
n
ta
c
ió
n
R
e
c
e
p
to
re
s
~
Figura 10. Puesta en marcha de un relé con contactos conmutados
www.aulaelectrica.es Automatismos
Industriales
f.el.contactor
Del relé al contactor
La representación del relé auxiliar (también llamado contactor auxiliar), según norma CEI es una bobina -mando
electromagnético- con las siglas KA nº, donde “A” indica auxiliar y “nº”, el número que conlleva dentro del esquema, por
ejemplo KA2 indica que es un contactor auxiliar número 2 (se entiende que en el esquema habrá otro contactor auxiliar KA1).
Figura 11.
Los contactos que tienen los relés auxiliares, pulsadores, finales de carrera, termostatos, etc, que pueden ser normalmente
abiertos (NO), normalmente cerrados (NC) o conmutados (NO y NC), tienen una numeración característica. (Al expresar el
término “normalmente” se refiere cuando la bobina no esta activada o está en “reposo”). Esta numeración es 1 y 2 para
cerrados y 3 y 4 para abiertos. Contactos temporizados y otros, tendrán una nomenclatura diferente. Figura 12.
El punto “.” que existe anterior a cada numeración indica la posición que ocupa dentro del esquema del mismo aparato,
según el ejemplo:
El primer contacto se llama 13-14 porque es abierto (3-4) y esta en primer lugar (1); el cuarto contacto se llamará 41-42
porque es cerrado (1-2) y esta en cuarto lugar (4).
En la figura 14, se muestra la representación completa de un relé o contactor auxiliar donde A1 y A2 representan las bornas
de alimentación de la bobina.
Si el receptor que tiene que gobernar el relé tiene un consumo elevado, éste tiene que tener unas características especiales
para soportar los altos valores del receptor (Intensidad, Potencia, tensión...), en este caso ya no hablamos de relé; nos
referimos al contactor.
Un contactor es de constitución parecida a la del relé pero tiene la capacidad de soportar grandes cargas en sus contactos
principales, aunque la tensión de alimentación de su bobina sea pequeña.
Principalmente consta de 10 bornas de conexión (esto variará según modelo y marca):
- 2 para la alimentación de la bobina.
- 2 para un contacto abierto o cerrado usado en el circuito de control(contacto auxiliar). Este contacto se puede suplementar
con bloques específicos de contactos que se asocian físicamente al contactor; pueden ser NC-NC; NC-NO-NO-NC; NO-NO,
etc.
- 6 para la conmutación de las líneas de potencia (Contactos principales).
La representación del contactor es una bobina (mando electromagnético) con las siglas KM nº, donde “M” indica principal y
“nº”, el número que conlleva dentro del esquema, por ejemplo KM 3 indica que es un contactor principal número 3 (se
entiende que en el esquema habrá otros contactores KM 1 y KM 2). La numeración de sus contactos es diferenciada en dos
aspectos; los que son utilizados para señales de mando (tipo relé) se numeran como se indicó anteriormente, y los contactos
que representan “la potencia” o alimentación de receptores se numeran del 1 al 6 según el esquema. Donde se aprecia
claramente cuales son los contactos de potencia y cuales los de mando. Note el grosor de las líneas de potencia. Figura 15.
Figura 13. Ejemplo de nomenclatura de un relé auxiliar
CONTACTOR
El contactor
Figura 11. Símbolo normalizado relé o contactor auxiliar
KA n KA 2
.3
.4
.1
.2
.1 .2
.3
Figura 12. Nomenclatura para representar contactos abiertos y cerrados en relés
13
14
21
22
33
34
41
42
Figura 14. Simbología “completa” de un relé
KM 3
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
KM x
Figura 15. Simbología del contactor
A1
24
V
A2
50
Hz
Figura 16. Aspecto
de un contactor industrial
3
13
14
21
22
A1
A2
KA 1
33
34
41
42
www.aulaelectrica.esAutomatismos
Industriales
f.el.contactor
Despiece del contactor
El contactor
A1
24
V
A2
50
Hz
Bornes de contactos
Martillo
(armadura móvil)
Muelle o resorte de retorno
Bobina
Culata
(Circuito magnético fijo)
Base del contactor
Amortiguador
(Pieza de goma)
Chaveta
(Pieza para la
sujeción de
la culata)
Cámara de extinción
(antichispas)
Chaveta de la
parte móvil
Contactos eléctricos
Bornes de contactos de fuerza (robustos eléctricamente)
Bornes de contactos de mando. Contactos auxiliares
Electroimán: compuesto por circuito
magnético y bobina.
A su vez, el circuito magnético está
constituido por la culata y el martillo.
Martillo
Resorte
Bobina
Culata
Muelle antagonista
Carcasa del contactor
4
www.aulaelectrica.es Automatismos
Industriales
f.el.contactor
Funcionamiento del contactor
El contactor
Alimentación
contactor
Interruptor on/off
alimentación bobina
del contactor
Contactor
A1
A2
Caso 1. Bobina del contactor sin excitar.
Al no existir corriente, no hay campo magnético capaz de desplazar el martillo hacia la
culata. El martillo está unido físicamente al grupo de contactos del contactor.
A1
24
V
A2
50
Hz
Bobina sin alimentar
A1
24
V
A2
50
Hz
Bobina alimentada
Alimentación
contactor
Interruptor on/off
alimentación bobina
del contactor
Contactor
A1
A2
A1
A2
A1
A2
13 14 13 14
13
14
13
14
Caso 2. Bobina del contactor excitada.
El campo magnético creado por la bobina del contactor al ser alimentado con
corriente eléctrica, conseguirá desplazar el conjunto formado por el martillo y el
conjunto de contactos eléctricos asociados, realizado la conexión ( o desconexión)
de los mismos.
5
A1 A2
A1 A2
www.aulaelectrica.esAutomatismos
Industriales
f.el.contactor
Funcionamiento del contactor
El contactor
1
2
3
4
5
6
21
22
13
14
L N
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
KM x
L N
Bobina sin alimentar
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
KM xBobina alimentada
6
1
3
5
21
13
2
4
6
22
14
1 2
3 4
5 6
21 22
13 14
L N
1 2
3 4
5 6
21 22
13 14
L N
www.aulaelectrica.es Automatismos
Industriales
f.el.contactor
Placa de características del contactor
El contactor
Marca comercial R
Modelo de contactor
Contactor AC
CE
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
L1 L2 L3 NO NC
T1 T2 T3 NO NC
IEC/EN 60947-4-1
Ui:690V Uimp=8000V
AC-1. Ith:20A 50/60Hz
3-Ue 380/400 660
AC-3 Ie A 12 8.9
7.5
2
Fecha:
Grupo empresarial
AC-3 kW
AC-4 Ie A 5
5.5
7
Corriente alterna Aplicaciones
AC - 1
Cargas no inductivas o débilmente inductivas,
calefacción eléctrica. Cosφ >=0.90
AC - 2
Motores de anillos: arranque, inversión de marcha,
centrifugadoras. Cosφ >=0.60
AC - 3
Motores de rotor en cortocircuito: arranque,
desconexión a motor lanzado. Compresores,
ventiladores..Cosφ >=0.30
AC - 4
Motores de rotor en cortocircuito: arranque, marcha a
impulsos, inversión de marcha. Servivo intermitente:
grúas, ascensores….Cosφ >=0.30
Corriente continua Aplicaciones
DC - 1 Cargas no inductivas o débilmente inductivas.
DC - 2
Motores shunt: arranque, desconexión a motor
lanzado.
DC - 3
Motores shunt: arranque, inversión de marcha,
marcha a impuldos.
DC - 4
Motores serie: arranque, desconexión a motor
lanzado.
DC - 5
Motores serie: arranque inversión de marcha, marcha
a impulsos.
Clasificación de los contactores según el tipo de carga
Esquema eléctrico
Norma que lo regula
Valores eléctricos
de funcionamiento
www.aulaelectrica.esAutomatismos
Industriales
f.el.contactor
Cámaras de contactos auxiliares para el contactor
El contactor8
1L1 3L2 5L3
6T32T1 4T2
13 NO 21 NC A1
14 NO 22 NC A2
53 NO 61 NC 71 NC 83 NO
54 NO 62 NC 72 NC 84 NO
Para aumentar la capacidad del contactor, se pueden asociar bloques de
contactos, o cámaras de contactos auxiliares, que incrementan así la capacidad
del contactor al acrecentar el número de contactos a manejar, incluidos
temporizadores (cámara de contactos temporizados).
El procedimiento de unión o encaje entre el contactor y el bloque auxiliar suele
realizarse a través de unas pequeñas guías, que permiten el acoplamiento.
Figura 21.
Cuando la bobina del contactor es excitada, y el martillo (armadura móvil), se
desplaza a causa del campo magnético hacia abajo, además de conmutar los
contactos propios del contactor, desplaza también la parte superior del contactor
-normalmente de material plástico- en la cual van adosados los bloques de
contactos auxiliares, haciendo que éstos, o bien conmuten sus contactos, o
exciten un mecanismo para la conexión-desconexión retardada como es el caso
de los bloques temporizadores neumáticos.
Lo habitual es encontrar de uno, dos y cuatro contactos,
- Figura 22. Cámara de un contacto.
- Figura 23. Cámara de cuatro contactos.
Puesta en marcha
Cámaras de contactos NC-NO
33 NO
34 NO
Contactor
Bloque auxiliar
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
KM x
33
44
1
2
3
4
5
6
13
14
21
22
A1
A2
KM x
53
54
33 NO
34 NO
1L1 3L2 5L3
6T32T1 4T2
13 NO 21 NC A1
14 NO 22 NC A2
53 NO 61 NC 71 NC 83 NO
54 NO 62 NC 72 NC 84 NO
61
62
71
72
83
84
NO
NO
NC
NC
0
,1
1
5
1
0
30
TOF0,1
1
5
1
0
30
TON
1L1 3L2 5L3
6T32T1 4T2
13 NO 21 NC A1
14 NO 22 NC A2
NO
NO
NC
NC
0
,1
1
5
1
0
30
TOF0,1
1
5
1
0
30
TOF
55
56
67
68
65
66
57
58
A 1
A 2
A 1
A 2
Figura 21.
Figura 22.
Figura 23.
Figura 24. 24.a 24.b
Cámaras de contactos temporizados
- Con retardo a la conexión (TON, Timer ON Delay).
Figura 24.a.
- Con retardo a la desactivación (TOF, Timer OFF Delay).
Figura 24.b.
Normalmente, las cámaras temporizadas neumáticas
utilizan como elemento principal un fuelle de goma y un
resorte antagonista dentro de él. Un tornillo solidario al
conjunto fuelle-cámara, servirá para la regulación del
tiempo. No se consideran instrumentos de precisión.